Gerçek Zamanlı Kortikal Ağ Haritalaması için Nörogörüntüleme Kılavuzluğunda TMS-EEG

Klinik biyobelirteç keşfi için TMSEG özgüllüğünü geliştirmek amacıyla kortikal morfolojiyi, yapısal ve fonksiyonel bağlantıyı ve ayrıca nörofizyolojiyi entegre eden, tekrarlanabilir, tamamen kişiselleştirilmiş nöromodülasyon protokolleri geliştiriyoruz.

Protokolümüz, hedeflenen alanın anlık kortikal reaktivitesini yansıtan erken TMS uyandırma potansiyellerine güvenilir erişim sağlar. Bu sinyaller genellikle kişiselleştirilmemiş yaklaşımlarda artefaktlar ve düşük veri kalitesi nedeniyle gizlenir.

Gerçek zamanlı algoritmalar, çok lokuslu TMS ve robotik kullanarak kortikal haritalamayı otomatikleştirmeyi hedefliyoruz. Amaç, nöromodülasyon araştırmalarında hassasiyeti artırmak ve klinik uygulamalarda etkinliği artırmaktır.

[[Eğitmen] Başlamak için: Deneği, kapak kablolarının elektroensefalografi sistemine bağlanması için yeterince yakın konumlandırılmış bir sandalyeye oturtun. Eşleşen bir elektroensefalografi başlığı seçmek için deneklerin baş çevresini ölçün. Saçları başlığın altında tutarken başlığı alından başlayarak yerleştirin. Nasion'dan inion'a ve soldan sağa tragusa olan mesafeyi ölçün. Ardından, CZ'nin bu anatomik işaretlerin ortasında ortalandığından emin olmak için kapak konumunu ayarlayın. İletkenliği artırmak için alkollü mendiller ve aşındırıcı bant kullanarak mastoid ve elmacık kemiği derisini stimülasyon tarafının karşısındaki temizleyin. Halka elektrot rondelaları kullanarak toprak elektrodunu elmacık kemiğine ve referans elektrodu mastoid üzerine yerleştirin. Toprak elektrodu bölgelerine aşındırıcı bir macun sürün ve cildi künt bir iğne ile hafifçe ovalayın. Ardından her elektrodu iletken jel ile doldurun. Nöronavigasyon ve kulaklık yerleştirme sırasında kulak erişimi için kulak yarıklarının doğru şekilde konumlandırıldığından emin olun. Şimdi, çenenin altındaki cırt cırtlı tutturucuları kullanarak kapağı yerine sabitleyin. Başlık elektrotlarını hazırlamak için aşındırıcı jel uygulayın ve cilt görünene kadar her elektrotun altındaki tüyleri temizlemek için kör bir iğne kullanın. Yeterli ancak aşırı olmayan jelin uygulandığından emin olmak için elektrodu iletken jelle hafifçe bastırarak doldurun. İlk hazırlıktan sonra empedans yüksekse, tüylerin yer değiştirmesini önlerken elektrotun içindeki cildi tekrar fırçalamak için kör bir iğne veya pamuklu çubuk kullanın. Ardından elektrodu iletken jel ile doldurun ve empedans seviyelerini kontrol edin, hepsi beş kilo ohm'un altına düşene kadar tekrarlayın. Her elektrot bölgesini alkollü mendillerle temizleyin. Cildi aşındırıcı bantla hafifçe çizin ve kurumaya bırakmadan önce tekrar alkolle silin. Aktif elektrodu kas karnına yerleştirin. Tipik olarak sağ abdüktör pollicis brevis veya birinci dorsal interosseöz. Referans elektrodu kas tendonunun üzerine ve toprak elektrodunu elin sırtına yerleştirin. Nöronavigasyon hazırlığı için, kişiyi sandalyeye rahatça yerleştirin, boynunun, ellerin ve bacakların rahat olduğundan emin olun. Şimdi kafa izleyiciyi sabitleyin ve stimülasyon sırasında stabil olduğundan emin olun. Deneğin manyetik rezonans görüntülemesindeki nasion ve preauriküler noktalar dahil olmak üzere ana noktaları tanımlayın. Ve bir sayısallaştırma kalemi kullanarak, kulağı ve nasion yer işaretlerini görüntülemek için deneğin kafasındaki karşılık gelen ana noktaları işaretleyin. Kayıt hatalarını azaltmak için kafatası yüzeyindeki ek noktaları dijitalleştirin. Kullanılan belirli bobinden kaydedilmiş bobin tıklamalarıyla karıştırılmış beyaz gürültünün döngülü bir ses parçasını kullanarak gürültü maskelemesini hazırlayın. Deneğin gürültü maskeleyici kulaklıkların kulak uçlarını kulak kanallarına doğru şekilde yerleştirdiğinden emin olun. Ardından bobini deneğin başının yaklaşık beş santimetre yukarısına yerleştirin. Titreşen bir uyaran aralığı ile yüksek yoğunluklu darbeler verin ve denek artık tıklamayı duymadığını belirtene kadar PC sesini kademeli olarak %1 ila %2 artırın. Gerçek zamanlı transkraniyal uyarılmış potansiyel görselleştirmeyi izlerken 20 ila 30 darbe verin. İşitsel uyarılmış bir potansiyel gözlemlenirse, bileşen kaybolana kadar maskeleme gürültüsü hacmini %2'lik artışlarla artırın. Dinlenme motor eşiğini belirlemek için, deneğe avuç içi yukarı bakacak şekilde kaslarını rahat tutmasını söyleyin. Transkraniyal manyetik stimülasyon bobinini, elektrik alanı sulkusa dik olacak şekilde motor düğmesinin üzerine yerleştirin. Maksimum stimülatör çıkışının yaklaşık %30'u ile başlayın ve lokalize kas aktivasyonu görülene kadar yoğunluğu artırın. Abdüktör pollicis brevis'e özgü bir yanıt gözlemlenene kadar bobin konumunu ve yönünü ayarlayın. Kaydedilen konumu kullanarak, dinlenme motor eşiğini belirlemek için sistemde otomatik algoritmalar uygulayın Kortikal haritalama için, nöronavigasyon yazılımındaki MRI'dan anatomik parselasyonları ve fonksiyonel bağlantı haritalarını üst üste bindirin. Gelecek vaat eden yapısal ve işlevsel bağlantıya dayalı olarak en az iki ila üç stimülasyon hedefi tanımlayın. Gürültü maskeleme aktifken dinlenme motor eşiğinin %100 ila 110'unda stimülasyona başlayın. Set başına ortalama 20 darbe ve ortaya çıkan transkraniyal uyarılmış potansiyelleri izleyin. Erken tepki genliği altı mikrovoltu geçene kadar yoğunluğu %2 maksimum stimülatör çıkış artışlarıyla ayarlayın. Üstel yapıları ve bipolar kas artefaktları ile tanınabilen bozunma artefaktları için sinyali izleyin. Kas artefaktları 15 milisaniyeden uzun sürerse, bunları en aza indirmek için bobini döndürmeye çalışın. Altı mikrovoltun üzerinde temiz bir erken bileşen elde edilene kadar devam edin. Bobin dönüşü sinyal kalitesini iyileştirmezse, stimülasyon konumunu birkaç milimetre kaydırmaya çalışın ve kortikal alan boyunca kortikal tepkileri haritalayan işlemi tekrarlayın. Artefaktlar devam ederse, önceden tanımlanmış bir sonraki kortikal hedefi araştırmaya devam edin. Stimülasyon hedefi ve parametreleri optimize edildiğinde, TMSCEG veri kaydına başlamadan önce elektrot empedansını ölçün. Empedans beş kilo ohm'u aşarsa, azaltmak için iletken jel ekleyin. Hala çok yüksekse, hazırlığı tekrarlayın ve yalnızca gerekirse daha fazla jel ekleyin. FMRI kümesinden seçilen ilk stimülasyon bölgesi, subgenual anterior singulat korteks ve traktografi ile anti korelasyon gösterdi ve kontralateral frontal kutba öncelikle çapraz devasa ve ipsilateral bağlantıları gösterdi. F3, F1 ve FC3 elektrotlarında potansiyel TEP benzeri bir yanıt gözlenir. AF3 elektrodu, büyük bir genlik çınlama artefaktı sergilerken, F5, TMS darbesinden hemen sonra yüksek frekanslı, yüksek genlikli tepe noktası tarafından tanınabilen küçük bir kas artefaktından etkilenir. Ön işleme, F3 yanıtının, erken bileşenin genliğini koruyan artefaktlardan etkilenmediğini doğruladı. Posterior-anterior coil oryantasyonuna geçiş, artan kas artefaktları ve tüm kanallarda görülebilen güçlü artefaktlarla rahatsızlık. Yanal medial bobin oryantasyonu kullanmak, F3 elektrotunda 20 milisaniye içinde 12 mikrovoltta zirve yapan temiz, büyük genlikli bir TEP üretti. İlkinin yakınında bulunan lateral medial bobin oryantasyonlu son stimülasyon hedefi, önceki hedeflere göre daha geniş yapısal bağlantı sergiledi. Minimal ön işlemden ve dokuz mikrovolttan sonra, F3 elektrotunda 17 ila 35 milisaniye arasında, kas artefaktı olmadan erken bileşen tespit edildi. 300 deneme veri setinin tam ön işlemesi, 20 ila 40 milisaniye arasında azaltılmış altı mikrovoltluk erken tepki gösteren dalga biçimi şeklini korudu.